JP2778801B2 - Exhaust gas treatment catalyst - Google Patents

Exhaust gas treatment catalyst

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JP2778801B2 JP2105168A JP10516890A JP2778801B2 JP 2778801 B2 JP2778801 B2 JP 2778801B2 JP 2105168 A JP2105168 A JP 2105168A JP 10516890 A JP10516890 A JP 10516890A JP 2778801 B2 JP2778801 B2 JP 2778801B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は窒素酸化物(以下、NOxと略称)、一酸化炭
素(CO)、炭化水素(以下、HCと略称)を含有する排気
ガスを浄化する触媒に関する。
The present invention relates to an exhaust gas containing nitrogen oxides (hereinafter abbreviated as NOx), carbon monoxide (CO), and hydrocarbons (hereinafter abbreviated as HC). It relates to a catalyst to be purified.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動車等のガソリンエンジン、トラック、バス等のデ
ィーゼルエンジンなどから排出される燃焼排ガス中には
NOx,CO,HCなど光化学スモッグの原因になると言われて
いる有害物質が含まれており、環境保全の立場からその
除去方法の開発は重大かつ緊急の社会的課題である。
In combustion exhaust gas emitted from gasoline engines such as automobiles, diesel engines such as trucks and buses, etc.
It contains harmful substances, such as NOx, CO, and HC, which are thought to cause photochemical smog. From the viewpoint of environmental protection, the development of a method to remove them is a serious and urgent social issue.

排ガス中のNOx除去法としては吸着法、酸化吸収法、
接触還元法などがあるが、後処理不要の接触媒還元法が
経済的、技術的にも有利とされている。この接触還元法
は還元ガスの所在下で触媒を通過させることによりNOx
を無害な窒素に転化する方法であり、還元剤の種類によ
り二方法に分けられる。
Adsorption method, oxidation absorption method, NOx removal method in exhaust gas,
Although there is a catalytic reduction method, etc., a catalytic reduction method that does not require a post-treatment is considered to be economically and technically advantageous. In this catalytic reduction method, NOx is passed through the catalyst in the presence of a reducing gas.
Is converted into harmless nitrogen, which can be divided into two methods depending on the type of reducing agent.

すなわち、水素、一酸化炭素、炭化水素等の還元性の
ガスを加えて触媒と接触させていわゆる比選択還元法
と、アンモニア等の還元ガスを加えて触媒と接触させる
いわゆる選択還元法である。前者はガス中に共存する酸
素と還元剤の反応後NOx除去反応が進行するため多量の
還元剤を必要とする難点があるが、自動車などの内燃機
関から生じる排ガスのように一酸化炭素、炭化水素など
の還元剤を酸素の等モル以上に既に含有している場合は
非選択還元法で排ガス中のNOxを浄化する方が有利であ
り、自動車排ガス中のNOx浄化用触媒は非選択還元反応
用のものが実用化されている。
That is, a so-called specific selective reduction method in which a reducing gas such as hydrogen, carbon monoxide, or a hydrocarbon is added and brought into contact with a catalyst, and a so-called selective reduction method in which a reducing gas such as ammonia is added and brought into contact with a catalyst. The former has the disadvantage that a large amount of reducing agent is required because the NOx removal reaction proceeds after the reaction of oxygen and the reducing agent coexisting in the gas, but carbon monoxide and carbonized carbon dioxide, such as exhaust gas generated from internal combustion engines such as automobiles. If a reducing agent such as hydrogen is already contained in an equimolar amount or more of oxygen, it is advantageous to purify NOx in exhaust gas by the non-selective reduction method. Is being put to practical use.

自動車排ガスは触媒を用いない場合、第1図のような
ガス組成を示すが、Pt,Rh(活性金属体)/Al2O3(担
体)/コージライト(ハニカム基材)のような三元触媒
を用いた場合、第2図のようなガス組成になり、理論空
燃比近傍でNOx,CO,HCの3成分が浄化されている。理論
空燃比でのエンジン燃料排ガスはほぼ次のような組成の
ものである。
In the case of using no catalyst, automobile exhaust gas shows the gas composition as shown in Fig. 1. However, ternary materials such as Pt, Rh (active metal body) / Al 2 O 3 (carrier) / cordierite (honeycomb base material) When a catalyst is used, the gas composition becomes as shown in FIG. 2, and three components of NOx, CO, and HC are purified near the stoichiometric air-fuel ratio. The engine fuel exhaust gas at the stoichiometric air-fuel ratio has substantially the following composition.

CO:0.3〜1.0%、NO:0.05〜0.15%、 H2O:約13%、H2:0.1〜0.3%、HC:0.03〜0.08%、SO2:約
0.002%、O2:0.2〜0.5%、CO2:約12% 〔発明が解決しようとする課題〕 自動車エンジンの排ガスを浄化するために実用化され
ている前記のような三元触媒を用いた場合、酸化反応に
より酸素が消費され、酸素濃度がかなり低くなった状態
でNOの還元反応が進行する。従って、現状の三元触媒は
理論空燃比(14.6)近傍でのみ有効であり、燃焼消費率
が低くできる空燃比の高い領域ではNOxを減少させるの
が困難であった。
CO: 0.3~1.0%, NO: 0.05~0.15 %, H 2 O: about 13%, H 2: 0.1~0.3% , HC: 0.03~0.08%, SO 2: about
0.002%, O 2 : 0.2 to 0.5%, CO 2 : about 12% [Problems to be Solved by the Invention] The three-way catalyst as described above, which has been put to practical use for purifying exhaust gas from automobile engines, is used. In this case, oxygen is consumed by the oxidation reaction, and the NO reduction reaction proceeds in a state where the oxygen concentration is considerably low. Therefore, the current three-way catalyst is effective only near the stoichiometric air-fuel ratio (14.6), and it is difficult to reduce NOx in a high air-fuel ratio region where the combustion consumption rate can be reduced.

一方、燃費改善のため、空燃比の高いリーン領域でも
NOxを還元除去できる必要性があり、幅広いO2濃度で脱
硝が可能な触媒の出現が待ち望まれていた。
On the other hand, in order to improve fuel efficiency,
There is a need to be able to reduce and remove NOx, and the emergence of a catalyst capable of denitration at a wide range of O 2 concentrations has been awaited.

近年、シリカゲルやゼオライトにCuをイオン交換して
得られる触媒がNOの直接分解に有効であることが報告さ
れた(特開昭60−125250号公報等)。しかし、この触媒
をそのまま自動車エンジンの排ガス浄化用触媒に用いる
とCO,HCの燃焼が顕著であり、NOxの還元除去があまり進
まず、さらに耐熱性に乏しいという問題があった。
In recent years, it has been reported that a catalyst obtained by ion-exchanging Cu with silica gel or zeolite is effective for direct decomposition of NO (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-125250). However, when this catalyst is used as it is as a catalyst for purifying exhaust gas of an automobile engine, the combustion of CO and HC is remarkable, so that there is a problem that reduction and removal of NOx do not proceed so much and heat resistance is poor.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は従来技術が有する上記の問題点を解決するこ
とを目的としたものであり、特定の組成、結晶構造を有
する結晶性シリケートを用いて銅とさらに特定の活性金
属を共含させた触媒が理論空燃比近傍及び理論空燃比よ
り高い領域、すなわち酸素が多量に存在する状態におい
てもNOx,CO,HCを減少させることを見出し、本発明を完
成するに至った。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a catalyst in which copper and a specific active metal are further contained by using a crystalline silicate having a specific composition and a crystal structure. Found that NOx, CO, and HC decreased even in the region near the stoichiometric air-fuel ratio and higher than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, in the state where a large amount of oxygen was present, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、 (1) 下記A表で示されるX線回折特性を有し、脱水
された状態において酸化物のモル比で表わして、 (1.0±0.8)R2O・〔aM2O3・bAl2O3〕・ySiO2(但し、
上記式中、Rはアルカリ金属イオン及び/又は水素、M
はVIII族金属、希土類金属、チタン、バナジウム、クロ
ム、ニオブ、アンチモン、ガリウムからなる群から選ば
れた1種以上の元素イオン、a+b=1,a≧0,b≧0,y>1
1) の化学式を有する結晶性シリケートに、銅とさらに特定
の活性金属を共存させてなる排ガス処理触媒。
That is, the present invention relates to (1) having the X-ray diffraction characteristics shown in Table A below, and expressed as a molar ratio of oxides in a dehydrated state, (1.0 ± 0.8) R 2 O · [aM 2 O 3・ bAl 2 O 3 ] ・ ySiO 2 (However,
In the above formula, R is an alkali metal ion and / or hydrogen, M
Is one or more element ions selected from the group consisting of group VIII metals, rare earth metals, titanium, vanadium, chromium, niobium, antimony, and gallium, a + b = 1, a ≧ 0, b ≧ 0, y> 1
1) An exhaust gas treatment catalyst comprising a crystalline silicate having the chemical formula 1) and copper and a specific active metal coexisting.

(2) 上記特定の活性金属がマグネシウム、カルシウ
ム、バリウム、ストロンチウム、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、ホウ素、アルミニウム、リン、スズ、ア
ンチモン、シリコン、チタニウム、亜鉛、バナジウム、
ニオブ、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、ランタ
ン、セリウム、プラセオジウム、ネオジム、サマリウ
ム、タングステンの中から選ばれる少なくとも1種以上
である上記(1)の排気ガス処理触媒。
(2) The specific active metal is magnesium, calcium, barium, strontium, lithium, sodium, potassium, boron, aluminum, phosphorus, tin, antimony, silicon, titanium, zinc, vanadium,
The exhaust gas treatment catalyst according to (1), which is at least one selected from niobium, iron, cobalt, nickel, manganese, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, and tungsten.

である。It is.

〔作用〕[Action]

本発明で使用する触媒の作用については、イオン交換
した銅イオンの酸化還元サイクル(Cu2+Cu+)が容易
で、酸素を比較的低温で放出しやすく、結晶性シリカケ
ート上の銅がCOやHCを活性化し、活性化したこれらのガ
スがNOと反応し、NOxを除去する作用がある。さらに銅
と他の金属とを共存させることにより活性金属(銅)の
耐熱性を向上し、脱硝反応の選択性を向上することを可
能にした。
Regarding the action of the catalyst used in the present invention, the oxidation-reduction cycle (Cu 2+ Cu + ) of ion-exchanged copper ions is easy, oxygen is easily released at a relatively low temperature, and the copper on the crystalline silica silicate is CO or CO. These activated gases react with NO to activate HC and remove NOx. Furthermore, the coexistence of copper and another metal improves the heat resistance of the active metal (copper), thereby improving the selectivity of the denitration reaction.

すなわち、上記金属はCuイオンのNO吸着能や酸化還元
サイクル能を維持したまま、Cuの高温でのシンタリング
を抑制する作用を有するものであり、マグネシウム(M
g)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、ストロンチ
ウム(Sr)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリ
ウム(K)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、リン
(P)、スズ(Sn)、アンチモン(Sb)、シリコン(S
i)、チタニウム(Ti)、亜鉛(Zn)、バナジウム
(V)、ニオブ(Nb)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニ
ッケル(Ni)、マンガン(Mn)、ランタン(La)、セリ
ウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(N
d)、マサリウム(Sm)、タングステン(W)の中から
少なくとも1種以上を含有するものである。
That is, the metal has an action of suppressing sintering of Cu at a high temperature while maintaining the NO adsorption ability and the oxidation-reduction cycle ability of Cu ions, and magnesium (M
g), calcium (Ca), barium (Ba), strontium (Sr), lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), boron (B), aluminum (Al), phosphorus (P), tin ( Sn), antimony (Sb), silicon (S
i), titanium (Ti), zinc (Zn), vanadium (V), niobium (Nb), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), lanthanum (La), cerium ( Ce), praseodymium (Pr), neodymium (N
d), at least one of masarium (Sm) and tungsten (W).

これらの金属はイオン交換法で特定の結晶構造、特定
の組成を有する結晶性シリケート上に担持させ、銅と共
存させることができる。さらに硝酸塩、塩化物、硫酸塩
の各種塩を含浸法により上記担体上に担持することもで
きる。
These metals can be supported on a crystalline silicate having a specific crystal structure and a specific composition by an ion exchange method, and can coexist with copper. Furthermore, various salts of nitrates, chlorides and sulfates can be supported on the carrier by an impregnation method.

本発明で使用する特定の結晶性シリケートよりなる担
体上に担持される銅と他の金属の好ましい含有量は担体
100重量部に対してCuは0.2〜30重量部好ましくは0.4〜2
0重量部、一方、他の金属として、Mg,Ca,Ba,Sr,Li,Na,
K,B,Al,P,Si,Snは0.2〜8重量部、Sb,Ti,Zn,V,Nb,Fe,C
o,Ni,Mn,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Wは0.1〜6重量部である。
The preferred content of copper and other metals supported on the carrier made of the specific crystalline silicate used in the present invention is the carrier.
0.2 to 30 parts by weight, preferably 0.4 to 2 parts by weight, of Cu per 100 parts by weight
0 parts by weight, on the other hand, as other metals, Mg, Ca, Ba, Sr, Li, Na,
K, B, Al, P, Si, Sn: 0.2 to 8 parts by weight, Sb, Ti, Zn, V, Nb, Fe, C
o, Ni, Mn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, and W are 0.1 to 6 parts by weight.

なお本発明で使用する上記結晶性シリケートは、シリ
カの給源、VIII族元素、希土類元素、チタン、バナジウ
ム、クロム、ニオブ、アンチモン、ガリウムの酸化物の
給源、アルミナの給源、アルカリの給源、水及び有機窒
素含有化合物を含有する反応混合物をつくり、この混合
物を結晶性シリケートが生成するのに至る時間及び温度
で加熱することにより合成される。
The crystalline silicate used in the present invention is a silica source, a group VIII element, a rare earth element, a titanium, vanadium, chromium, niobium, antimony, gallium oxide source, an alumina source, an alkali source, water and It is synthesized by making a reaction mixture containing the organic nitrogen-containing compound and heating the mixture for a time and at a temperature to produce a crystalline silicate.

さらに本発明で使用する結晶性シリケートは、SiO2/A
l2O3比が12以上の高シリカゼオライトまた、従来のゼオ
ライトの構造中のAlの一部がVIII族元素、希土類元素、
チタン、バナジウム、クロム、ニオブ、アンチモン、ガ
リウムに置きかわったものであり、さらにSiO2/(M2O3
+Al2O3)比が12以上であることを特徴としており、下
記のモル組成の反応混合物から製造される。
Further, the crystalline silicate used in the present invention is SiO 2 / A
l 2 O 3 high silica zeolite with a ratio of 12 or moreAl, a part of Al in the structure of the conventional zeolite is a group VIII element, a rare earth element,
It replaces titanium, vanadium, chromium, niobium, antimony, and gallium, and further contains SiO 2 / (M 2 O 3
+ Al 2 O 3 ) ratio of 12 or more, and is produced from a reaction mixture having the following molar composition.

SiO2/(M2O3+Al2O3) 12〜3000 (好ましくは20〜200) OH-/SiO2 0〜1.0 (好ましくは、0.2〜0.8) H2O/SiO2 2〜1000 (好ましくは、10〜200) 有機窒素含有化合物/(M2O3+Al2O3) (好ましくは、5〜50) 本発明で使用される触媒の工業的使用に際しては、適
当な形に成形して使用することが望ましい。例えば、シ
リカ、アルミナ等の無機酸化物または粘土をバインダー
とし、場合により有機物等の成型助剤を使用して球状、
柱状、ハニカム状に成形する。銅と他の金属を担持する
前の結晶性シリケートをあらかじめ成形し、その成形体
を銅イオンで交換したものでも本発明で使用する触媒と
みなすことができる。成形体の大きさは特に制限されな
い。
SiO 2 / (M 2 O 3 + Al 2 O 3 ) 12 to 3000 (preferably 20 to 200) OH / SiO 2 0 to 1.0 (preferably 0.2 to 0.8) H 2 O / SiO 2 2 to 1000 (preferably Is 10 to 200) Organic nitrogen-containing compound / (M 2 O 3 + Al 2 O 3 ) (preferably 5 to 50) When the catalyst used in the present invention is used industrially, it is formed into an appropriate shape. It is desirable to use. For example, silica, inorganic oxides such as alumina or clay as a binder, optionally using a molding aid such as an organic material, spherical,
It is formed into a column shape and a honeycomb shape. The catalyst used in the present invention can be regarded as a catalyst used in the present invention even if a crystalline silicate before carrying copper and another metal is preliminarily molded and the molded body is exchanged with copper ions. The size of the compact is not particularly limited.

〔実施例1〕 結晶性シリケートを次のようにして合成した。Example 1 A crystalline silicate was synthesized as follows.

水ガラス、硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム、水を Na2O・(0.1Fe2O3・0.9Al2O3)・30SiO2・1600H2Oのモ
ル比になるように調合し、これに硫酸を適当量添加し、
上記混合物のpHが9前後になるようにした後、有機窒素
含有化合物としてプロピルアミン、臭化プロピルをFe2O
3,Al2O3の合計のモル数の20倍加え、よく混合し、500cc
のステンレス製オートクレーブにはり込んだ。
Water glass, ferric sulfate, aluminum sulfate, and water were mixed in a molar ratio of Na 2 O · (0.1Fe 2 O 3 · 0.9Al 2 O 3 ) · 30SiO 2 · 1600H 2 O, and sulfuric acid was added. Is added in an appropriate amount,
After the pH of the above mixture was adjusted to about 9, propylamine and propyl bromide were added as organic nitrogen-containing compounds to Fe 2 O.
3 , Add 20 times the total number of moles of Al 2 O 3 and mix well, 500cc
Into a stainless steel autoclave.

上記混合物を約500rpmにて撹拌しながら160℃で3日
間反応させた。冷却後、固形分をろ過し、洗浄水のpHが
約8になるまで充分水洗し、110℃で12時間乾燥し、550
℃で3時間焼成した。
The mixture was reacted at 160 ° C. for 3 days while stirring at about 500 rpm. After cooling, the solid content was filtered, washed thoroughly with water until the pH of the washing water was about 8, dried at 110 ° C for 12 hours,
Calcination was performed at 3 ° C. for 3 hours.

この生成物の結晶粒径は、1μ前後であり、酸化物の
モル比で表わした組成は脱水の形態で表わして、(H,N
a)2O・(0.1Fe2O30.9Al2O3)・30SiO2であった。これ
を結晶性シリケート1と称する。
The crystal grain size of this product is about 1 μm, and the composition expressed by the molar ratio of oxide is expressed in the form of dehydration (H, N
a) 2 O · (0.1Fe 2 O 3 0.9Al 2 O 3 ) · 30SiO 2 This is called crystalline silicate 1.

この結晶性シリケート1を合成する場合、原料の中で
硫酸の代わりに塩酸などを用いても、又、硫酸第二鉄の
代わりに塩化第二鉄を用いても、又水ガラスの代わりに
シリカゾルを用いても同様のシリケートが得られた。
When synthesizing this crystalline silicate 1, hydrochloric acid or the like may be used instead of sulfuric acid among the raw materials, ferric chloride may be used instead of ferric sulfate, and silica sol may be used instead of water glass. A similar silicate was obtained by using.

又、水熱合成条件として160℃で3日間反応させる代
わりに170℃または180℃で2日間反応させても同様のシ
リケートが得られた。
The same silicate was obtained by reacting at 170 ° C. or 180 ° C. for 2 days instead of reacting at 160 ° C. for 3 days as hydrothermal synthesis conditions.

結晶性シリケート1の原料調合時の硫酸第二鉄と硫酸
アルミニウムの添加量をFe2O3とAl2O3のモル比に換算し
て表1のように変えた以外は、結晶性シリケート1の場
合と同じ操作を繰り返して結晶性シリケート2〜4を調
整した。
Crystalline silicate 1 was prepared in the same manner as in crystalline silicate 1 except that the amounts of ferric sulfate and aluminum sulfate added during the preparation of the raw material of crystalline silicate 1 were changed as shown in Table 1 in terms of the molar ratio of Fe 2 O 3 to Al 2 O 3. Crystal silicates 2 to 4 were prepared by repeating the same operation as in the above case.

結晶性シリケート1の調合時において、硫酸の代わり
に塩酸を用い、また硫酸第二鉄の代わりに、塩化コバル
ト、塩化ルテニウム、塩化ロジウム、塩化ランタン、塩
化セリウム、塩化チタン、塩化バナジウム、塩化クロ
ム、塩化アンチモン、塩化ガリウムを各々酸化物換算で
Fe2O3と同じモル数だけ添加した以外は結晶性シリケー
ト1と同じ操作を繰返して結晶性シリケート5〜14を調
製した。これらの結晶性シリケートの有機窒素含有化合
物を除外した組成は、酸化物のモル比(脱水の形態)で
表わして、(H,Na)2O・(0.1M2O30.9Al2O3)・30SiO2
であった。ここでMはCo,Ru,Rh,La,Ce,Ti,V,Cr,Sb,Ga
(結晶性シリケート5〜14の番号順)である。
In preparing the crystalline silicate 1, hydrochloric acid was used instead of sulfuric acid, and instead of ferric sulfate, cobalt chloride, ruthenium chloride, rhodium chloride, lanthanum chloride, cerium chloride, titanium chloride, vanadium chloride, chromium chloride, Antimony chloride and gallium chloride in oxide equivalent
Crystal silicates 5 to 14 were prepared by repeating the same operation as for crystalline silicate 1 except that the same mole number as Fe 2 O 3 was added. The composition of these crystalline silicates excluding the organic nitrogen-containing compound is represented by the molar ratio of oxides (dehydrated form), and is expressed as (H, Na) 2 O · (0.1M 2 O 3 0.9Al 2 O 3 )・ 30SiO 2
Met. Where M is Co, Ru, Rh, La, Ce, Ti, V, Cr, Sb, Ga
(Numerical order of crystalline silicates 5 to 14).

また結晶性シリケート1において調合時のSiO2/(0.1
Fe2O3+0.9Al2O3)比を20,80とした以外は結晶性シリケ
ート1と同じ操作を繰り返して各々結晶性シリケート1
5,16を調製した。
In the crystalline silicate 1, SiO 2 /(0.1
Fe 2 O 3 +0.9 Al 2 O 3 ) Except that the ratio was 20,80, the same operation as that of the crystalline silicate 1 was repeated, and each of the crystalline silicates 1
5,16 were prepared.

以上の結晶性シリケート1〜16の粉末X線回折パター
ンは表1に示すパターンを示すことが確認された。
It was confirmed that the powder X-ray diffraction patterns of the above crystalline silicates 1 to 16 showed the patterns shown in Table 1.

以上の結晶性シリケート1〜16のそれぞれ10gを塩化
第二銅1gと塩化亜鉛1gを500ccの水に溶解した水溶液の
中に入れ、室温にて12時間撹拌するイオン交換操作を行
った。このイオン交換操作を3回繰返し行った後、水洗
し、100℃で12時間乾燥し、触媒1〜16(結晶性シリケ
ートの番号に対応)を調製した。
An ion exchange operation was performed in which 10 g of each of the above crystalline silicates 1 to 16 was placed in an aqueous solution in which 1 g of cupric chloride and 1 g of zinc chloride were dissolved in 500 cc of water and stirred at room temperature for 12 hours. After repeating this ion exchange operation three times, the resultant was washed with water and dried at 100 ° C. for 12 hours to prepare Catalysts 1 to 16 (corresponding to the number of crystalline silicate).

さらに、結晶性シリケート1 10gを塩化第二銅(CuC
l2・2H2O)1gと、塩化亜鉛(ZnCl2)に代えて、塩化カ
ルシウム(CuCl2・H2O)、塩化バリウム(BaCl2・2H
2O)、塩化ストロンチウム(SrCl2・6H2O)、塩化ナト
リウム(NaCl)、塩化カリウム(KCl)、ホウ酸(H3B
O3)、塩化アルミニウム(AlCl3)、塩化スズ(SnCl2
2H2O)、四塩化ケイ素(SiCl4)を各々1gを500ccの水に
溶解した水溶液に入れ、室温にて12時間撹拌するイオン
交換操作を行った。このイオン交換操作を3回繰り返し
た後、水洗し、100℃で12時間乾燥し触媒17〜25を調製
した。
Further, 110 g of the crystalline silicate was replaced with cupric chloride (CuC
and l 2 · 2H 2 O) 1g , instead of zinc chloride (ZnCl 2), calcium chloride (CuCl 2 · H 2 O) , barium chloride (BaCl 2 · 2H
2 O), strontium chloride (SrCl 2 .6H 2 O), sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), boric acid (H 3 B
O 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), tin chloride (SnCl 2
2H 2 O) and silicon tetrachloride (SiCl 4 ) were placed in an aqueous solution in which 1 g of each was dissolved in 500 cc of water, and an ion exchange operation was performed by stirring at room temperature for 12 hours. After repeating this ion exchange operation three times, the resultant was washed with water and dried at 100 ° C. for 12 hours to prepare Catalysts 17 to 25.

また、結晶性シリケート2 10gに塩化第2銅(CuCl2
・2H2O)と、塩化アンチモン(SbCl3)、四塩化チタン
(TiCl4)、三塩化バナジウム(VCl3)、塩化ニオブ(N
bCl5)、三塩化鉄(FeCl3)、塩化コバルト(CoCl2・6H
2O)、塩化ニッケル(NiCl2・6H2O)、塩化マンガン(M
nCl2・4H2O)、塩化ランタン(LaCl3)、塩化セリウム
(CeCl3)、塩化プラセオジウム(PrCl3・7H2O)、塩化
ネオジム(NdCl3)、塩化サマリウム(SmCl3)、塩化タ
ングステン(WCl6)の各水溶液を、上記結晶性シリケー
トに対して各原子比にてCu0.6mmol/g、上記元素を0.4mm
ol/g担持されるように含浸し、110℃にて24時間乾燥
し、触媒26〜39を調製した。
In addition, cupric chloride (CuCl 2 ) was added to 10 g of the crystalline silicate.
2H 2 O), antimony chloride (SbCl 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), vanadium trichloride (VCl 3 ), niobium chloride (N
Bcl 5), iron trichloride (FeCl 3), cobalt chloride (CoCl 2 · 6H
2 O), nickel chloride (NiCl 2 · 6H 2 O) , manganese chloride (M
nCl 2 · 4H 2 O), lanthanum chloride (LaCl 3), cerium chloride (CeCl 3), chloride praseodymium (PrCl 3 · 7H 2 O) , neodymium chloride (NdCl 3), samarium chloride (SmCl 3), tungsten chloride ( Each aqueous solution of WCl 6 ) is mixed with the above crystalline silicate at an atomic ratio of Cu 0.6 mmol / g,
The catalyst was impregnated so as to carry ol / g and dried at 110 ° C. for 24 hours to prepare Catalysts 26 to 39.

触媒1〜39を16〜32メッシュに整粒し、触媒0.5gを常
圧固定床流通式反応器に充填し、次の反応条件下で活性
評価試験を行った。その結果を表2に併せて示す。
Catalysts 1 to 39 were sized to 16 to 32 mesh, and 0.5 g of the catalyst was charged into a normal-pressure fixed-bed flow reactor, and an activity evaluation test was performed under the following reaction conditions. The results are also shown in Table 2.

なお、表2の触媒には、(H,Na)2Oが残存しているも
のもあるが、便宜上記載は省略し、基本骨格のみを示し
た。
Although some of the catalysts in Table 2 have (H, Na) 2 O remaining, the description is omitted for convenience and only the basic skeleton is shown.

ガス組成:NO:500ppm,C3H6:500ppm,CO:0.5%,O2:2%,He
バランス ガス流量:2 Nl/h,反応温度:500℃ 〔比較例1〕 実施例1に記す結晶性シリケート1を10g用いて塩化
第2銅1gを500ccの水に溶解した水溶液に入れ、室温に
て12時間撹拌を3回繰り返すイオン交換操作を行った。
イオン交換後、水洗し100℃で12時間乾燥し、触媒40を
調製した。
Gas composition: NO: 500ppm, C 3 H 6: 500ppm, CO: 0.5%, O 2: 2%, He
Balance gas flow rate: 2 Nl / h, reaction temperature: 500 ° C [Comparative Example 1] 10 g of the crystalline silicate 1 described in Example 1 was put into an aqueous solution in which 1 g of cupric chloride was dissolved in 500 cc of water, and an ion exchange operation in which stirring was repeated three times at room temperature for 12 hours was performed. .
After the ion exchange, the catalyst was washed with water and dried at 100 ° C. for 12 hours to prepare a catalyst 40.

この触媒40を実施例1に示した条件と同一条件にて活
性評価試験を実施した。結果を表2に併せて示す。
This catalyst 40 was subjected to an activity evaluation test under the same conditions as those described in Example 1. The results are shown in Table 2.

〔実施例2〕 実施例1の触媒1と比較例1の触媒40を0.5g、常圧固
定床流通式反応器に充填し、反応条件を変えて活性評価
試験を行った。その結果を表3に示す。
Example 2 0.5 g of the catalyst 1 of Example 1 and the catalyst 40 of Comparative Example 1 were charged into a fixed-bed flow reactor under normal pressure, and an activity evaluation test was conducted by changing the reaction conditions. Table 3 shows the results.

なお、表3に示す100時間後の活性評価結果は730℃×
100時間(ガス組成雰囲気)強制加熱試験後に実施した
活性評価結果である。
The activity evaluation result after 100 hours shown in Table 3 is 730 ° C. ×
It is an activity evaluation result performed after a 100-hour (gas composition atmosphere) forced heating test.

以上のように本発明で使用される触媒は、SO2が含有
したガスを用いても活性が高いこと、また活性の経時変
化が少ないことがわかった。
As described above, it has been found that the catalyst used in the present invention has high activity even when a gas containing SO 2 is used, and the change in activity with time is small.

〔実施例3〕 実施例1の結晶性シリケート1の原料調合時の硫酸第
二鉄の代わりに塩化第二鉄と塩化クロムの混合物を用
い、Na2O・(0.09Fe2O3・0.01Cr2O3・0.9Al2O3)・30Si
O2・1600H2Oのモル比になるように調合した点以外は、
結晶性シリケート1と同じ方法で結晶性シリケートを
得、同じ方法でCuとZnの共イオン交換を実施し触媒41を
得た。
Example 3 A mixture of ferric chloride and chromium chloride was used in place of ferric sulfate at the time of preparing the raw material of the crystalline silicate 1 of Example 1, and Na 2 O · (0.09Fe 2 O 3 · 0.01Cr 2 O 3・ 0.9Al 2 O 3 ) ・ 30Si
Except that it was prepared to have a molar ratio of O 2・ 1600H 2 O,
Crystalline silicate was obtained in the same manner as in crystalline silicate 1, and co-ion exchange of Cu and Zn was performed in the same manner to obtain catalyst 41.

また結晶性シリケート1を用いて実施例1と同じ方法
でCuとZnとMgの3種金属の共イオン交換を実施し、触媒
42を得た。実施例1と同じ活性評価を行った結果を表2
に併せて示す。
In addition, a co-ion exchange of Cu, Zn, and Mg was performed using the crystalline silicate 1 in the same manner as in Example 1, and the catalyst was used.
I got 42. Table 2 shows the results of the same activity evaluation as in Example 1.
Are shown together.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、実施例に示したように、本発明において特定の
結晶構造と特定の組成を有する結晶性シリケートに銅と
さらに特定の金属を共含させた触媒を用いることによ
り、NOx,CO,HCを含有する排ガス中のNOx,CO,HCを低減さ
せることが可能となる。
As described above, in the present invention, NOx, CO, and HC are reduced by using a catalyst in which copper and a specific metal are further contained in a crystalline silicate having a specific crystal structure and a specific composition in the present invention. It is possible to reduce NOx, CO, and HC in the contained exhaust gas.

なお、本実施例では本触媒を粒状にて活性評価試験を
行っているが、コーディュライト等のハニカム基材に本
触媒をコーティングし、ハニカム形状においても有効な
作用を有することは言うまでもない。
In this example, the activity evaluation test was performed on the present catalyst in the form of granules. However, it is needless to say that the present catalyst is coated on a honeycomb base material such as cordurite to have an effective action even in a honeycomb shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は自動車排ガスの組成(触媒なし)図表、第2図
は三元触媒を用した場合の排ガス組成図表である。
FIG. 1 is a chart of the composition of an automobile exhaust gas (without a catalyst), and FIG. 2 is a chart of an exhaust gas composition when a three-way catalyst is used.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾林 良昭 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 諏訪 征人 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C01B 33/20──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Yoshiaki Obayashi, Inventor 4-62-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Laboratory (72) Inventor Seito Suwa 4 Kannon-Shimmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima No.6-22, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Laboratory (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B01J 21/00-38/74 C01B 33/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記A表で示されるX線回折特性を有し、
脱水された状態において酸化物のモル比で表わして、
(1.0±0.8)R2O・〔aM2O3・bAl2O3〕・ySiO2(但し、
上記式中、Rはアルカリ金属イオン及び/又は水素、M
はVIII族金属、希土類金属、チタン、バナジウム、クロ
ム、ニオブ、アンチモン、ガリウムからなる群から選ば
れた1種以上の元素イオン、a+b=1,a≧0,b≧0,y>1
1)の化学式を有する結晶性シリケートに、銅とさらに
特定の活性金属を共存させてなることを特徴とする排ガ
ス処理触媒。
1. It has an X-ray diffraction characteristic shown in the following Table A,
In the dehydrated state, represented by the molar ratio of the oxide,
(1.0 ± 0.8) R 2 O ・ [aM 2 O 3・ bAl 2 O 3 ] ・ ySiO 2 (However,
In the above formula, R is an alkali metal ion and / or hydrogen, M
Is one or more element ions selected from the group consisting of group VIII metals, rare earth metals, titanium, vanadium, chromium, niobium, antimony, and gallium, a + b = 1, a ≧ 0, b ≧ 0, y> 1
An exhaust gas treatment catalyst comprising a crystalline silicate having the chemical formula (1) and copper and a specific active metal coexisting.
【請求項2】上記特定の活性金属がマグネシウム、カル
シウム、バリウム、ストロンチウム、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、ホウ素、アルミニウム、リン、スズ、
アンチモン、シリコン、チタニウム、亜鉛、バナジウ
ム、ニオブ、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、ラン
タン、セリウム、プラセオジウム、ネオジム、マサリウ
ム、タングステンの中から選ばれる少なくとも1種以上
である特許請求の範囲第1項記載の排気ガス処理触媒。
2. The specific active metal is magnesium, calcium, barium, strontium, lithium, sodium, potassium, boron, aluminum, phosphorus, tin,
2. The method according to claim 1, wherein the antimony is at least one selected from the group consisting of antimony, silicon, titanium, zinc, vanadium, niobium, iron, cobalt, nickel, manganese, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, masalium, and tungsten. Exhaust gas treatment catalyst.
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